Blænde (optik)

Irismembran med 19 blænderblade i en stor linse i et mellemformatkamera

I optik , membraner er enheder, der begrænser tværsnittet af bundter af stråler . Afhængigt af effekt og design kaldes paneler forskelligt.

arter

Betegnelse i henhold til effekten

Afhængigt af effekten kan der skelnes mellem tre rene paneler:

Blænde stop

I dette telecentriske billede af de tre bogstaver A, B og C på objektsiden er blændemembranen placeret på venstre side til højre for billedet mellem spidserne på de mørkegrå komponenter.

En ren blænde-membran har en ensartet effekt på billedets lysstyrke ved at begrænse åbningsbredden (blænde) på den optiske enhed. Det påvirker ikke størrelsen på billedsektionen. For at gøre dette skal det være designet på en sådan måde, at alle bjælkerne har den samme strålingsflux i forhold til genstandens strålingseffekt . Det skal derfor placeres i et optisk billedes hovedplan . Da hovedniveauet ofte er placeret inden for optiske elementer, bringes det så tæt som muligt på hovedniveauet i passende optiske enheder.

I enheder med kun en billedkomponent (for eksempel en linse eller et hovedspejl ) er blændestop derfor normalt arrangeret i nærheden af ​​denne komponent eller implementeret af linsen eller spejlkanten. I øjet fungerer iris som blænderstop. I tilfælde af mere komplekse indretninger, såsom optisk korrigerede kameralinser , kan blændemembranen også arrangeres på objektsiden, på billedsiden eller mellem billedelementerne.

Billederne af blændeåbningen kaldes indgangspupillen på objektsiden og udgangspupillen på billedsiden . Med telecentriske linser kan disse være uendelige.

I praksis betyder næsten enhver afgrænsning af en stråle ved hjælp af et blændestop, at en bjælke, der passerer stoptværsnittet i en anden vinkel, klippes i et andet forhold. Dette fører til en mørkfarvning af billedet nær kanten, som går ud over det kantlysdråbe, der er beskrevet i Cos 4- loven, og fører til vignettering . Det følger også med placeringen af ​​blænderstoppet, en variabel lateral forstørrelse , så billedet til kanterne af det optagede billede er.

Markstop

En felt membran begrænser kun afsnittet billedet uden at påvirke billedets lysstyrke.

Det er placeret i billedplanet (f.eks. Sensorchip på et digitalt kamera ), objektplanet (f.eks. Glidestel i glideprojektoren ) eller i et mellemliggende billedplan (f.eks. I mikroskopet ). I praksis er feltstoppet normalt ikke placeret nøjagtigt ved siden af ​​objektet eller billedet, så kanten aldrig afgrænses meget skarpt.

Billederne af feltmembranen kaldes indgangslugen (objektsiden) og udgangslugen (billedsiden).

Et feltstop i en lysstrålesti kaldes også et lysfeltstop . Det begrænser det oplyste område på det observerede objekt. Med klassisk Köhler-belysning med mikroskopet er det normalt designet som en justerbar irismembran . I konfokal teknologi er lysfeltmembranen så lille, at lysfeltet kun bestemmes af mikroskopets diffraktionsrelaterede opløsningsgrænse. I en Kreutz-membran anvendes en membran med seglformet åbning.

Modlysblænde

En ren modlysblænde er anbragt uden for strålestien og påvirker hverken billedets lysstyrke eller størrelsen af ​​billedsektionen.

Betegnelse i henhold til designet

Ud over betegnelsen i henhold til typen af ​​et panel er paneler også differentieret med hensyn til deres design. Ud over relativt enkle hulhulmembraner og siemembraner er også irismembraner og slidsegmentmembraner udbredt. Derudover er der også frontpaneler, også kendt som glidende paneler, plug-in paneler eller vandhuspaneler, hvor panelet indsættes / skubbes ind i linsen gennem en åbning.

  • Irismembran, driftsprincip

  • Irismembran i forskellige åbningsindstillinger

  • yderligere irismembran

  • Slidsmembran kan justeres i to retninger : bruges hovedsageligt som feltmembran (f.eks. På et prisme-spektrometer )

brug

Indflydelse af blændeåbning på eksponering og dybdeskarphed

Fotografiske membraner er ofte designet som iris-membraner ; de er justerbare blænde-membraner til styring af lysstyrken og indirekte billedets dybdeskarphed . Et objektivbeslag fungerer som et fast blænderstop. Men da det ofte reflekterer spredt lys, er en fast blændering også fastgjort foran eller efter den.

Ved forstørrelse af negativer (udarbejdelse af fotografier på film eller plade) placeres en rektangulær snapramme lavet af fire tynde metalplader, hvoraf to normalt er justerbare, over fotopapiret, der skal eksponeres. Det betyder, at papiret stort set presses fladt ned på kassetten (godt for skarphed i billedet og fri for forvrængning), billedsektionen er skarpt defineret, og der oprettes en ueksponeret, hvid kant på papiret. Kontaktkopier af de større negativer i glas fremstilles ofte i en trækasse med fast ramme. Selv kamerahuset med sin filmstyring, hovedsagelig lavet af støbt aluminium eller plast, skaber en rektangulær kant af det eksponerede område på filmen. Særlige træk ved konturen - dimensioner, hjørneafrunding, skygge af en tråd - giver forskere information om den anvendte kameratype eller endda kameraets kopi. Med nogle film trykker producenten ikke kun negative tal, men også separatorer (eller rammer) mellem rammerne. Glidebeslag danner en optisk ramme omkring glidefilmen, som typisk er noget mindre end standardformatet (fx lille billede 24 × 36 mm).

Paneler med en markant kontur antyder et specielt perspektiv af seeren i stillbilleder eller i bevægelse. Det klassiske nøglehulsperspektiv med en membran lavet af en cirkel og tilsluttet trapezform, der udvider sig lidt mod bunden for at få en uovervåget udsigt gennem en dør. Fire firkanter på kort afstand antyder en udsigt gennem et spærret fængselsvindue, mange firkanter gennem en ventilations- eller kanalindgangsgitter.

Små, ofte gulfarvede luger på bagsiden af ​​et rullefilmkamera giver et billede af billednumrene, der er trykt på papirstrimlen, og information om filmtransport og forhindrer, at lys falder ned på filmsiden. Nogle 35 mm kameraer tillader denne type indsigt i mærkning af filmpatronen for at kunne aflæse filmtypen.

Slidsmembraner begrænser normalt strålebanen som feltmembraner kun i en retning. I spektrometre og relaterede optiske enheder kaldes de optiske spalter ; de kan normalt justeres både i deres bredde (størrelsesorden 1 mm, hvis det synlige spektrale område er angivet) og deres højde (størrelsesorden 20 mm). De tjener på indgangssiden som sekundære lyskilder med veldefineret og let anvendelig form, på udgangssiden for eksempel af monokromatorer som selektionsmiddel til bestemte bølgelængder (områder) og igen som sekundære lyskilder. Bredden af ​​spalten vælges normalt så stor, at diffraktionseffekter forbliver ubetydelige.

I oftalmologi anvendes en ikke-justerbar hulhulsmembran (såkaldt stenopean gap ) som en blændeåbningsmembran til den differentielle diagnostiske vurdering af en reduktion i synsstyrken . Den ørelæge kan se gennem membranen i skrå lysende spejl i halsen, næse eller øre.

Blænde

Jo større blændemembranen er, jo større kan den såkaldte blænde være. Det er sinusværdien af ​​halvdelen af ​​keglevinklen α af strålen, der stammer fra et objektpunkt. Om blændemembranen er fyldt afhænger af, om objektets punkt er oplyst i en stor vinkel. Den såkaldte numeriske blænde er .

Et beslægtet udtryk er den relative blænde (eller blændeforhold ). Diameteren på blændemembranen er relateret til billeddannelsessystemets brændvidde. Eksempel: en fotolins med en relativ blænde på 1: 2 er lysere end en med 1: 3,5.

Elev og luge

Ud over de objektive membraner bruges udtrykkene pupil og luge i geometrisk optik . Hver blænde og hver feltmembran er oprindeligt en pupil eller en luge. Hvert billede er en yderligere pupil eller en luge, så der er en indgang og en udgangspupil eller luge. Hvis den objektive membran er placeret foran billeddannelsessystemet (f.eks. Objektiv) i billedretningen, er dette indgangspupillen eller lugen. Dit billede, der genereres af billedenheden (for det meste på den anden side), er derefter udgangspupillen eller lugen. Hvis ordren er omvendt, tilbageføres opgaven.

Se også

litteratur

Weblinks

Individuelle beviser

  1. ↑ Dietrich Kühlke: Optik. Grundlæggende og anvendelser. 3., revideret og udvidet udgave. Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , s.83 .
  2. ↑ Heinz Haferkorn: Optik. Fysisk-tekniske basics og applikationer. 3., revideret og udvidet udgave. Barth, Leipzig et al. 1994, ISBN 3-335-00363-2 , s. 277.
  3. ↑ Dietrich Kühlke: Optik. Grundlæggende og anvendelser. 3., revideret og udvidet udgave. Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , s.88 .
  4. ↑ Forklaring til elever se Dietrich Kühlke: Optik. Grundlæggende og anvendelser. 3., revideret og udvidet udgave. Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2011, ISBN 978-3-8171-1878-6 , s.85 .